專利名稱：通過光能或熱能成形的導(dǎo)電材料、導(dǎo)電材料的制備方法以及導(dǎo)電組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電材料，特別涉及一種具有納米結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料。
背景技術(shù)：
人類文明進(jìn)入21世紀(jì)，對于信息產(chǎn)品的要求已到了輕、薄、短、小、軟及可撓曲等 六個特點。根據(jù)IDTechEX在2005年統(tǒng)計，未來軟性電子市場規(guī)模將在2010年達(dá)到47億 5千萬美金，2025年將可達(dá)2500億美元。而隨著軟性電子的崛起，可在基材上制作導(dǎo)電層 的導(dǎo)電油墨更顯重要。NanoMarkets于2006年預(yù)測導(dǎo)電油墨市場規(guī)模將從2007年的0. 11 億美元成長至2013年的13. 61億美元，每年復(fù)合成長率接近100%。由此可知，導(dǎo)電油墨的 發(fā)展將帶動“軟性電子”及“軟性傳感器”等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外，導(dǎo)電油墨可搭配噴印或 網(wǎng)版印刷等方式進(jìn)行基材上導(dǎo)電層的圖案化制作，其不需繁瑣的曝光、顯影或蒸鍍等制程， 所以更可符合“節(jié)能減碳”及“低成本”等未來趨勢。目前導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電填充材料可使用金、銀、銅、鐵及鋁等金屬材料，而當(dāng)上述金 屬納米化后，其表面積急遽增加，導(dǎo)致金屬材料的熔點下降，有助于導(dǎo)電層的燒結(jié)，例如銀 的熔點為690°C，而2nm的納米銀熔點約為100°C左右，亦即僅需100°C的溫度就可對納米銀 粒子進(jìn)行退火，提升電導(dǎo)率。目前市面上最常采用的導(dǎo)電油墨的填充物為納米銀，其相比于 其它金屬具有中低價格、高電導(dǎo)率、氧化物具導(dǎo)電性、低燒結(jié)溫度及穩(wěn)定性佳等特點，因此 被廣泛使用。銅的成本雖比銀低且電導(dǎo)率并無太大差異，但其易氧化，因此使用性受到較大 限制。根據(jù)統(tǒng)計，目前所發(fā)展出的導(dǎo)電油墨產(chǎn)品有95%以上皆采用納米銀當(dāng)做填充物。導(dǎo)電油墨是由導(dǎo)電粒子、連結(jié)劑及助劑(如搖變劑等)等組合物所組成，當(dāng)油墨通 過噴印或網(wǎng)版印刷等制程涂布于基材上時，其須經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)將其內(nèi)的聯(lián)結(jié)物或其它混合 物質(zhì)燒掉后，并使導(dǎo)電粒子產(chǎn)生燒結(jié)作用后才能有效提升導(dǎo)電材料的電導(dǎo)率。然而，在高溫 燒結(jié)的過程中，熱會造成基材的破壞，特別是在使用由許多不同材質(zhì)所組成的基材時，由于 各材質(zhì)的熱漲冷縮系數(shù)不同，更容易產(chǎn)生熱裂解或翹曲等不欲見的現(xiàn)象。此外，若使用在較 低熔點的軟性基板上(如PET或PMMA)，還會造成基板的燒毀或熱變形等熱破壞。美國專利公開號US 2007/0，074，316揭露一種透明導(dǎo)電膠體 (transparentconductor)，該透明導(dǎo)電體包含一基板及多個納米銀線。該多個納米銀線于 基材內(nèi)部所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可有效提升膠體的電導(dǎo)率，進(jìn)而達(dá)到“透明及具導(dǎo)電”的功能。美國專利U. S. 7，341，680提出可噴印式的導(dǎo)電油墨。其組成可為兩種形式的材料 組成。第一種形式為線、錐形、圓盤形及平板形等，其長寬比須大于1 3。而另一材料可為 圓形、橢圓形、圓柱形或角椎形，其可填補(bǔ)第一形式材料的孔洞，使導(dǎo)電層的平整度更好。綜上，現(xiàn)今的導(dǎo)電材料當(dāng)使用具納米粒子的導(dǎo)電油墨或涂料制作時，需要經(jīng)過容 易產(chǎn)生不良結(jié)果的高溫?zé)Y(jié)制程，如因燒結(jié)溫度過高導(dǎo)致電導(dǎo)率下降；而使用僅具納米線 的材料制作的導(dǎo)電材料，卻又容易發(fā)生平整度與致密度不良的情形且無法進(jìn)一步提升電導(dǎo) 率。因此，有必要發(fā)展出具有良好的平整度且可提高電導(dǎo)率的導(dǎo)電材料及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實施例揭示一種導(dǎo)電材料，其包含納米線材以及納米連結(jié)子，其中該 納米線材與該納米連結(jié)子間的重量比例為9 1 1 9。本發(fā)明的一實施例揭示一種可通過光能或熱能提升電導(dǎo)率的導(dǎo)電材料的制備方 法，其包含下列步驟提供混成溶液，該混成溶液包含納米線材及納米連結(jié)子，其中該納米 線材及該納米連結(jié)子的重量比例為9 1 1 9;以及固化該混成溶液，而獲得該納米線 材及該納米連結(jié)子所組成的導(dǎo)電混合物。本發(fā)明的一實施例揭示具納米結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電組合物，其包含混成溶液、納米線材及 納米連結(jié)子。其中，該納米線材及該納米連結(jié)子所占的重量比例約為1 9 9 1。


圖1與2顯示本發(fā)明一實施例的導(dǎo)電材料中的納米連結(jié)子經(jīng)光照或熱能施予后， 連結(jié)周圍納米線材或納米連結(jié)子的示意圖；圖3顯示本發(fā)明一實施例的導(dǎo)電材料內(nèi)納米銀線材與銀納米連結(jié)子混合比例為 41重量比時的掃描式電子顯微鏡照片；圖4顯示本發(fā)明一實施例的導(dǎo)電材料內(nèi)納米銀線材與銀納米連結(jié)子混合比例為 32重量比時的掃描式電子顯微鏡照片；圖5顯示本發(fā)明一實施例的導(dǎo)電材料內(nèi)納米銀線材與銀納米連結(jié)子混合比例為 23重量比時的掃描式電子顯微鏡照片；圖6顯示本發(fā)明一實施例的導(dǎo)電材料內(nèi)納米銀線材與銀納米連結(jié)子混合比例為 14重量比時的掃描式電子顯微鏡照片；圖7顯示本發(fā)明一實施例中以不同比例混合銀納米連結(jié)子和銀納米線后，導(dǎo)電材 料的表面粗糙度的實驗數(shù)據(jù)圖；圖8顯示經(jīng)200°C加熱后的導(dǎo)電材料的掃描式電子顯微鏡照片；圖9顯示經(jīng)200°C加熱后的導(dǎo)電材料的掃描式電子顯微鏡照片；圖10顯示經(jīng)200°C加熱后的導(dǎo)電材料的掃描式電子顯微鏡照片；圖11顯示經(jīng)200°C加熱后的導(dǎo)電材料的掃描式電子顯微鏡照片；圖12顯示以不同比例混合銀納米連結(jié)子和銀納米線后，導(dǎo)電材料的薄層電阻的 實驗數(shù)據(jù)圖；圖13至15顯示本發(fā)明一實施例的搭配噴印制程進(jìn)行導(dǎo)電膜的制備方法的流程示 意圖；及圖16至圖20顯示本發(fā)明一實施例的搭配網(wǎng)版印刷制程進(jìn)行導(dǎo)電膜的制備方法的 流程示意圖。符號說明1基板2、2'、2"、2"‘噴嘴3,3'噴墨型的導(dǎo)電膜4網(wǎng)版
566'、6〃20、21、2230、31刮刀混成溶液 網(wǎng)印型的導(dǎo)電材料位置100101102103104位置 基板納米連結(jié)子 納米線材 導(dǎo)電層 導(dǎo)電油墨
具體實施例方式本發(fā)明的一實施例揭示一種具納米結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料，其包含納米線材以及納米連 結(jié)子。納米線材于基板上可形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或類網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料，并使導(dǎo)電材料有較高 的導(dǎo)電特性。納米線材所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或類網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為多孔性(porous)結(jié)構(gòu)，而導(dǎo)電材 料的納米連結(jié)子則可填補(bǔ)于該多孔性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或類網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之中，使得導(dǎo)電材料內(nèi)部可 更為致密。而且，由納米線材所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或類網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)易使導(dǎo)電材料具有不良的表 面平整度，通過納米連結(jié)子填補(bǔ)納米線材所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或類網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可用于改善導(dǎo) 電材料的表面平整度。此外，納米連結(jié)子因高表面積比具有吸收特定波長及低熔點特性，因 此可通過熱能或光能使納米連結(jié)子熔化，進(jìn)而達(dá)到提升導(dǎo)電材料的電導(dǎo)率。參照圖1與圖2所示，美國專利公開號US 2007/0，074，316與本發(fā)明的不同在于， 本發(fā)明是利用納米連結(jié)子101與納米線材102所組成的導(dǎo)電油墨104，其可通過網(wǎng)版印刷或 噴印方式，在基板100上形成圖案化的導(dǎo)電層103，接著可通過外加熱能或光能方式使導(dǎo)電 油墨104的納米連結(jié)子101燒結(jié)，進(jìn)而連結(jié)周圍的納米連結(jié)子101或納米線材102，使導(dǎo)電 層103在相比于僅有納米線材102的類似導(dǎo)電層時，可提升50%以上的電導(dǎo)率。另外，相比于美國專利U. S. 7，341，680，本發(fā)明所采用的第一形式為納米線材 102 (AR > 10)，其材料包括金、銀、銅、銦、鈀及鋁或以上材料的復(fù)合物。第二形式材料需為 可通過光能或熱能進(jìn)行連結(jié)周圍材料的納米連結(jié)子101，如金、銀、銅、銦、鈀或鋁等，其直 徑小于lOOnm。兩種材料混合后經(jīng)光能或熱能影響，其第二形式的納米材料可被融化進(jìn)而聯(lián) 結(jié)周圍材料，使導(dǎo)電層形成連續(xù)體。在本發(fā)明的導(dǎo)電材料中，是在納米線材102所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中添加適當(dāng)比例的 納米連結(jié)子101以填補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間的空隙，并由此提高導(dǎo)電材料的導(dǎo)電特性。本發(fā)明的導(dǎo) 電材料中，納米線材102與納米連結(jié)子101的比例可為1 9 9 1 (比值為0. 1 9)。 在另一實施例中，本發(fā)明的導(dǎo)電材料可包含其納米線材102與納米連結(jié)子101的比例可為 1 4 2 3(比值為0.2 4)。納米線材102是指具有長寬比(aspect ratio)的一維納米結(jié)構(gòu)。本發(fā)明一實施例 的納米線材102可具有10 800的長寬比，而在另一實施例中，納米線材102可具有200 500的長寬比。相對地，在本發(fā)明一實施例中，納米連結(jié)子101的粒徑小于100納米。納米連結(jié)子101的材料可為純金屬或者是一種以上的純金屬所構(gòu)成的復(fù)合金屬。在一實施例中，納米連結(jié)子101的材料是金、銀、銅、銦、鈀或鋁等金屬，其直徑小于lOOnm。 納米連結(jié)子101也可以是由金、銀、銅、銦、鈀或鋁等組合而成的納米復(fù)合金屬連結(jié)子101， 其中納米復(fù)合金屬連結(jié)子可包含金包覆銀納米粒子、銀包覆金納米粒子、金包覆銅納米粒 子、銅包覆金納米粒子、銀包覆銅納米粒子、銅包覆銀納米粒子或前述的組合。此外，納米線 材的材料可為純金屬或者是一種以上純金屬所構(gòu)成的復(fù)合金屬。在一實施例中，納米線材 102的材料是金、銀、銅、銦、鈀或鋁等金屬。納米線材102還可以是由金、銀、銅、銦、鈀或鋁 等組合而成的納米復(fù)合金屬線材，其中納米復(fù)合金屬線材可包含金包覆銀納米線材、銀包 覆金納米線材、金包覆銅納米線材、銅包覆金納米線材、銀包覆銅納米線材、銅包覆銀納米 線材或前述的組合。一實施例中，本發(fā)明的導(dǎo)電材料中，在納米線材102所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中僅添加 適當(dāng)比例的納米連結(jié)子101，以填補(bǔ)在常溫下成型后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間的空隙，經(jīng)低溫加熱或光 照的方式，使納米連結(jié)子融化并連結(jié)周圍的納米線材或納米連結(jié)子，由此提升導(dǎo)電材料的 平整度、致密度及導(dǎo)電特性。加熱溫度是影響電導(dǎo)率的其中一個原因，因為當(dāng)納米粒子受熱 而熔解時，其內(nèi)聚力會使其凝聚在一起，進(jìn)而形成島狀物，造成整體電導(dǎo)率下降。一實施例 中，混合納米線材102與納米連結(jié)子101的導(dǎo)電材料可加熱至或小于200°C，約經(jīng)1小時時 間，以增進(jìn)混合納米線材102與納米連結(jié)子101間的黏結(jié)。當(dāng)使用部分熔點較低的納米線 材102與納米連結(jié)子101時，例如銀納米連結(jié)子或銀納米線，因為其熔點(180°C以下)低于 200°C，因此納米線材102與納米連結(jié)子101間會產(chǎn)生低溫?zé)Y(jié)的現(xiàn)象，而使導(dǎo)電材料內(nèi)具 有較大的連續(xù)部分。納米線材102通過納米連結(jié)子101的燒結(jié)而產(chǎn)生緊密連結(jié)，可進(jìn)一步 增進(jìn)導(dǎo)電材料的電導(dǎo)率。本發(fā)明的導(dǎo)電材料無需高溫?zé)Y(jié)，因此可避免因為高溫?zé)Y(jié)而產(chǎn) 生的不良影響。以下列舉實例對本發(fā)明做更加詳細(xì)的說明。實驗例1 實驗例1描述的是制作導(dǎo)電材料的制備方法。準(zhǔn)備100克的乙二醇以作為溶劑。 添加15克的銀納米連結(jié)子和銀納米線的混合物，然后利用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。隨后添加1. 5 克的聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl-pyrrolidone)當(dāng)作連結(jié)劑，持續(xù)進(jìn)行攪拌動作。最后，加 入約0. 3克的流變劑(Byk-Chemie所生產(chǎn)的BH10)，經(jīng)攪拌后即可完成噴印用導(dǎo)電油墨 的制作。將混成溶液(resulting solution)涂布于基板上，并加熱至約110°C約15分鐘使 其固化，即初步地完成在基板上制作導(dǎo)電層。實驗例1中，銀納米線材與銀納米連結(jié)子可以 不同比例來調(diào)配，其比值可為0. 1 9的重量比調(diào)配。固化后的導(dǎo)電材料，其銀納米連結(jié)子可填補(bǔ)銀納米線形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間的空隙。圖3顯示本發(fā)明一實施例的導(dǎo)電材料內(nèi)含納米線材與納米連結(jié)子的比例為 4 1(比值為4.0)的掃描式電子顯微鏡照片。該照片顯示銀納米連結(jié)子可部分填補(bǔ)銀納 米線之間的空隙。圖4顯示本發(fā)明一實施例的導(dǎo)電材料內(nèi)含納米線材與納米連結(jié)子的比例為 3 2(比值為1.5)的掃描式電子顯微鏡照片。該照片顯示銀納米連結(jié)子可明顯地填補(bǔ)銀 納米線之間的空隙且填補(bǔ)率高于納米線材與納米連結(jié)子的比例為41的導(dǎo)電材料。圖5顯示本發(fā)明一實施例的導(dǎo)電材料內(nèi)含納米線材與納米連結(jié)子的比例為 2 3(比值為0.7)的掃描式電子顯微鏡照片。該照片顯示銀納米連結(jié)子可充分地填補(bǔ)銀納米線之間，并形成相當(dāng)平整的表面。圖6顯示本發(fā)明一實施例的導(dǎo)電材料內(nèi)含納米線材與納米連結(jié)子的比例為 1 4(比值為0.3)的掃描式電子顯微鏡照片。該照片顯示銀納米連結(jié)子可完整地填補(bǔ)銀 納米線之間，并形成平整的表面。圖7顯示本發(fā)明一實施例中以不同比例混合銀納米連結(jié)子和銀納米線之后，導(dǎo)電 材料的表面粗糙度的實驗數(shù)據(jù)圖。明顯地，未添加任何銀納米連結(jié)子的導(dǎo)電材料其量測出 的粗糙度超過500納米。當(dāng)納米線材與納米連結(jié)子的比例為4 1時，導(dǎo)電材料的粗糙度 可降至250納米以下。當(dāng)在降低納米銀線至比例為3 2時，導(dǎo)電材料的粗糙度可降至50 納米以下。之后，隨著添加銀納米連結(jié)子的比例增加，導(dǎo)電材料的粗糙度呈現(xiàn)緩慢地降低。 換言之，當(dāng)銀納米連結(jié)子的添加量在40%以內(nèi)時，導(dǎo)電材料的粗糙度可明顯地改善。當(dāng)達(dá) 40%重量百分比時，相比于未添加的導(dǎo)電材料，粗糙度改善93%。因此，將銀納米連結(jié)子混 合入銀納米線，可明顯地改善導(dǎo)電材料的粗糙度。用于制備混成溶液的溶劑可為水、醇類如甲醇、丁醇、異丙醇、松油醇或乙二醇 等、酮類如丙酮或環(huán)己酮、芳香族如甲苯或二甲苯等、醚類如乙二醇甲醚或乙二醇丁醚等 或酯類如聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate)等。而導(dǎo)電油墨的連結(jié)劑可使用高分子材 料如聚乙烯(PE)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。其它 助劑如甲基纖維素(methylcellulose)、乙基纖維素(ethylcellulose)、羥乙基纖維素 (hydroxyethylce llulose)及藻酸納(sodium alginate)等。此外，前述僅經(jīng)過固化后的導(dǎo)電材料可加熱200°C、1小時，或者以低能量的光照射，來提升電導(dǎo)率。圖8顯示經(jīng)200°C加熱后的導(dǎo)電材料的掃描式電子顯微鏡照片，該導(dǎo)電材料內(nèi)的 納米線材與納米連結(jié)子混合比例為4 1重量比。照片顯示燒結(jié)后，導(dǎo)電材料內(nèi)形成彼此 黏結(jié)的較粗的部分連續(xù)結(jié)構(gòu)、條狀結(jié)構(gòu)(elongatedbulk structure)與粒徑超過200納米 的大塊顆粒(bulk particle)。圖9顯示經(jīng)200°C加熱后的導(dǎo)電材料的掃描式電子顯微鏡照片，該導(dǎo)電材料內(nèi)的 納米線材與納米連結(jié)子混合比例為3 2重量比。照片顯示燒結(jié)后，導(dǎo)電材料內(nèi)形成彼此 黏結(jié)的較粗的連續(xù)結(jié)構(gòu)、條狀結(jié)構(gòu)、大塊顆粒與片狀結(jié)構(gòu)。圖10顯示經(jīng)200°C加熱后的導(dǎo)電材料的掃描式電子顯微鏡照片，該導(dǎo)電材料內(nèi)的 納米線材與納米連結(jié)子混合比例為2 3重量比。照片顯示燒結(jié)后，導(dǎo)電材料內(nèi)部分形成 連續(xù)結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)(bulk structure)與大塊顆粒。圖11顯示經(jīng)200°C加熱后的導(dǎo)電材料的掃描式電子顯微鏡照片，該導(dǎo)電材料內(nèi)的 納米線材與納米連結(jié)子混合比例為1 4重量比。照片顯示燒結(jié)后，導(dǎo)電材料內(nèi)形成塊狀 結(jié)構(gòu)與附著于塊狀結(jié)構(gòu)的大塊顆粒。圖12顯示以不同比例的銀納米連結(jié)子和銀納米線混合后的導(dǎo)電材料的薄層電阻 (sheet resistance)的實驗數(shù)據(jù)圖，其單位為ohm/sq。根據(jù)圖12所示，由不同比例的銀納 米連結(jié)子和銀納米線制作的導(dǎo)電材料，其薄層電阻也明顯地不同。僅經(jīng)固化程序，未經(jīng)加熱 燒結(jié)的導(dǎo)電材料(以虛線表示)，在添加少量的銀納米連結(jié)子于銀納米線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)后， 薄層電阻值會逐漸降低，直到當(dāng)添加20重量百分比的銀納米連結(jié)子于銀納米線的網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)內(nèi)時，薄層電阻值會降低約20%，因此具有提高電導(dǎo)率的效果。之后，薄層電阻值又隨著銀納米連結(jié)子添加的比例增加而增加。另外，經(jīng)過200°C的加熱，所有導(dǎo)電材料(以實線表示)的薄層電阻值都降低，尤其 是銀納米連結(jié)子所占含量高時，下降的程度明顯，而其中添加重量百分比20%至60%的銀 納米連結(jié)子的導(dǎo)電材料具有較低的薄層電阻值。實驗例2 實驗例2描述的是制作可常溫成型導(dǎo)電材料的制備方法。準(zhǔn)備100克的低熔點 溶劑(如乙醇、異丙醇)作為溶劑。添加20克的銀納米連結(jié)子和銀納米線的混合物(納 米線材納米連結(jié)子=4 1)，然后利用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。隨后添加1.5克的聚乙烯吡咯 烷酮(polyvinyl-pyrrolidone)當(dāng)作連結(jié)劑，持續(xù)進(jìn)行攪拌動作。最后，加入約0.3克的 流變劑(Byk-Chemie所生產(chǎn)的肌K-410)，經(jīng)攪拌后即可完成噴印用導(dǎo)電油墨的制作。將混 成溶液(resultingsolution)涂布于基板上，并放置常溫約20分鐘后使其固化，即初步地 完成在基板上制作導(dǎo)電層。經(jīng)檢測結(jié)果顯示，當(dāng)導(dǎo)電材料涂布厚度為3um時，其電導(dǎo)率可達(dá) 3.0X106S/m(薄層電阻為0. llohm/sq)。當(dāng)增加納米連結(jié)子的比例時，其薄層電阻隨之增 加。實驗例3 實驗例3描述的是制作可搭配網(wǎng)版印刷制程的導(dǎo)電材料制備方法。準(zhǔn)備50克的水 作為溶劑。隨后添加1.5克的甲基纖維素(methylcellulose)當(dāng)作增稠劑，然后利用攪拌 機(jī)進(jìn)行攪拌。添加50克的銀納米連結(jié)子和銀納米線的混合物(納米線材納米連結(jié)子= 4 1)，持續(xù)進(jìn)行攪拌動作。最后，加入約0.3克的流變劑(Byk-Chemie所生產(chǎn)的肌K-410) 經(jīng)攪拌后即可完成網(wǎng)版印刷的導(dǎo)電油墨的制作。將混成溶液(resulting solution)通過 網(wǎng)版涂布于基板上，并加熱至約100°C約20分鐘后使其固化，即初步地完成在基板上制作 導(dǎo)電層。經(jīng)檢測結(jié)果顯示，當(dāng)導(dǎo)電材料涂布厚度為IMum時，其薄層電阻可達(dá)0.09ohm/Sq。圖13至15顯示本發(fā)明一實施例的搭配噴印制程的導(dǎo)電膜3與3'制備方法的流 程示意圖。如圖13所示，首先提供基板1，基板1可為聚苯二甲酸二乙酯(PET)、聚酰亞胺 (PI)、硅晶圓或玻璃基板等基材。將前述配制的可噴印式混成溶液通過噴嘴2涂布于基板 1上，以形成導(dǎo)電膜3。在噴嘴2所移動的位置(箭頭20、21所指)間的基材上方位置會產(chǎn) 生導(dǎo)電膜3。如圖15所示，接著可通過可程序設(shè)計將噴嘴2移至其它位置(箭頭22所指的 位置)執(zhí)行導(dǎo)電膜制作3'，最后可得圖案化的導(dǎo)電膜。圖案化的導(dǎo)電膜3及3'可經(jīng)加熱 或光照，以增進(jìn)其電導(dǎo)率。前述的導(dǎo)電膜3可用于提供電磁屏蔽、抗靜電，且其制備方法可 用于制造液晶屏幕、太陽能電池等裝置的導(dǎo)電層。圖16至圖20顯示本發(fā)明一實施例的搭配網(wǎng)版印刷制程的導(dǎo)電膜6'及6"制備 方法的流程示意圖。如圖16所示，首先提供基板1，基板1可為聚苯二甲酸二乙酯(PET)、 聚酰亞胺(PI)、硅晶圓或玻璃基板等基材。并在其上方放置已具圖案化的網(wǎng)版4及刮刀5。 如圖17所示，將前述配制的可網(wǎng)版印刷式混成溶液6涂布至網(wǎng)版4上方。如圖18所示，將 刮刀5以水平方向移動箭頭30所指位置，移動路徑中網(wǎng)板4上的孔洞可被導(dǎo)電材料6填補(bǔ)， 形成與基版接觸的導(dǎo)電膜6'。如圖19所示，剩余的混成溶液6可通過刮刀的移動而移動 至其它位置，并將網(wǎng)版4上所設(shè)計的缺口補(bǔ)滿，并形成導(dǎo)電膜6"。如圖20所示，將基板1 上的網(wǎng)版4、刮刀5及剩余混成溶液6移除后，即可得到具圖案化導(dǎo)電材料的基板。圖案化 的導(dǎo)電膜6'及6"可經(jīng)加熱或光照，以增進(jìn)其電導(dǎo)率。
綜上所述，本發(fā)明的導(dǎo)電材料內(nèi)同時混合納米連結(jié)子和納米線材，可增進(jìn)其電導(dǎo) 率與平整度。而當(dāng)導(dǎo)電材料經(jīng)加熱后，可更進(jìn)一步提升其電導(dǎo)率。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員仍可能基于本發(fā) 明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不 限于實施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為以下的權(quán)利要 求書的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種通過光能或熱能成形的導(dǎo)電材料，其包含 多個納米線材；以及多個納米連結(jié)子；其中，該納米線材與該納米連結(jié)子間的重量比例為9 1 1 9。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電材料，其中該納米線材的長寬比為10 800。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電材料，其中該納米線材的長寬比為200 500。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電材料，其中該納米連結(jié)子的粒徑小于100納米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電材料，其中該納米線材與該納米連結(jié)子的重量比例為 8 2 4 6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電材料，其中該納米線材的材料是金、銀、銅或前述的組I=I ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電材料，其中該納米連結(jié)子的材料是金、銀、銅或前述的組I=I O
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電材料，其中該納米線材是金包覆銀納米線材、銀包覆金 納米線材、金包覆銅納米線材、銅包覆金納米線材、銀包覆銅納米線材、銅包覆銀納米線材 或前述的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電材料，其中該納米連結(jié)子是金包覆銀納米粒子、銀包覆 金納米粒子、金包覆銅納米粒子、銅包覆金納米粒子、銀包覆銅納米粒子、銅包覆銀納米粒 子或前述的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電材料，其中該導(dǎo)電材料是導(dǎo)電膜。
11.一種通過光能或熱能成形的導(dǎo)電材料，其包含納米線材及納米連結(jié)子，其中該納米 線材及該納米連結(jié)子所占的重量比例約為1 9 9 1。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電材料，其中該納米線材的長寬比為10 800。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)電材料，其中該納米線材的長寬比為200 500。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電材料，其中該納米連結(jié)子的粒徑小于100納米。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電材料，其中該納米線材及納米連結(jié)子所占的重量比例 約為4 1 2 3。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電材料，其中該納米線材的材料是金、銀、銅或前述的組I=I O
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電材料，其中該納米線材是金包覆銀納米線材、銀包覆 金納米線材、金包覆銅納米線材、銅包覆金納米線材、銀包覆銅納米線材、銅包覆銀納米線 材或前述的組合。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電材料，其中該納米連結(jié)子是金包覆銀納米粒子、銀包 覆金納米粒子、金包覆銅納米粒子、銅包覆金納米粒子、銀包覆銅納米粒子、銅包覆銀納米 粒子或前述的組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電材料，其中該導(dǎo)電材料是導(dǎo)電膜。
20.一種導(dǎo)電材料的制備方法，其包含下列步驟固化該混成溶液，用以獲得該納米線材及該納米連結(jié)子的混合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其中進(jìn)一步包含將該混合物加熱至低于200°C 的溫度。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其進(jìn)一步包含以光照射該混合物，來提升其電導(dǎo)率。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其中該納米線材的長寬比為10 800。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的制備方法，其中該納米線材的長寬比為200 500。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其中該納米連結(jié)子的粒徑小于100納米。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其中該納米線材與該納米連結(jié)子的重量比例為 4 1 2 3。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其中該納米線材的材料是金、銀、銅或前述的組合。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其中該納米連結(jié)子的材料是金、銀、銅或前述的組合。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其中該納米線材是金包覆銀納米線材、銀包覆 金納米線材、金包覆銅納米線材、銅包覆金納米線材、銀包覆銅納米線材、銅包覆銀納米線 材或前述的組合。
30.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其中該納米連結(jié)子是金包覆銀納米粒子、銀包 覆金納米粒子、金包覆銅納米粒子、銅包覆金納米粒子、銀包覆銅納米粒子、銅包覆銀納米 粒子或前述的組合。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其中該混成溶液包含溶劑，該溶劑是水、醇類、 酮類、芳香族、醚類、酯類或前述的混合物，其中該溶劑的重量在該混成溶液的重量中占 10% 80%。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的制備方法，其中該溶劑是水、甲醇、丁醇、異丙醇、松油醇、 乙二醇、丙酮、環(huán)己酮、甲苯及二甲苯、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚或聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate)0
33.一種導(dǎo)電組合物，其包含混成溶液，包含納米線材以及納米連結(jié)子；其中該納米線材及該納米連結(jié)子所占的重量比例約為1 9 9 1。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的導(dǎo)電組合物，其中該納米線材的長寬比為10 800。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的導(dǎo)電組合物，其中該納米線材的長寬比為200 500。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的導(dǎo)電組合物，其中該納米連結(jié)子的粒徑小于100納米。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的導(dǎo)電組合物，其中該納米線材與該納米連結(jié)子的重量比例 為 8 2 4 6。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的導(dǎo)電組合物，其中該納米線材的材料是金、銀、銅或前述的組合。
39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的導(dǎo)電組合物，其中該納米連結(jié)子的材料是金、銀、銅或前述 的組合。
40.根據(jù)權(quán)利要求33所述的導(dǎo)電組合物，其中該納米線材是金包覆銀納米線材、銀包覆金納米線材、金包覆銅納米線材、銅包覆金納米線材、銀包覆銅納米線材、銅包覆銀納米 線材或前述的組合。
41.根據(jù)權(quán)利要求33所述的導(dǎo)電組合物，其中該納米連結(jié)子是金包覆銀納米粒子、銀 包覆金納米粒子、金包覆銅納米粒子、銅包覆金納米粒子、銀包覆銅納米粒子、銅包覆銀納 米粒子或前述的組合。
42.根據(jù)權(quán)利要求33所述的導(dǎo)電組合物，其中該混成溶液包含溶劑，該溶劑是水、醇 類、酮類、芳香族、醚類、酯類或前述的混合物，其中該溶劑的重量在該導(dǎo)電組合物的重量中 占 10% 80%。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的導(dǎo)電組合物，其中該溶劑是水、甲醇、丁醇、異丙醇、松 油醇、乙二醇、丙酮、環(huán)己酮、甲苯及二甲苯、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚等或聚醋酸乙烯酯 (polyvinyl acetate)0
44.根據(jù)權(quán)利要求33所述的導(dǎo)電組合物，其中還包含高分子材料，其重量占該導(dǎo)電組 合物重量的20%以下。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的導(dǎo)電組合物，其中該高分子材料是聚乙烯(PE)、聚乙烯 醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基纖維素(methylcellulose)、乙 基纖維素(ethylcellulose)、輕乙基纖維素(hydroxyethylcellulose)或藻酸納(sodium alginate)。
46.根據(jù)權(quán)利要求33所述的導(dǎo)電組合物，其中還包含粘度調(diào)整劑，其中該粘度調(diào)整劑 的重量占該導(dǎo)電組合物重量的5%以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過光能或熱能成形的導(dǎo)電材料、導(dǎo)電材料的制備方法以及導(dǎo)電組合物，其中，所述導(dǎo)電材料，其包含比例為9∶1～1∶9的納米線材與納米連結(jié)子。該納米連結(jié)子可通過熱能或光能熔解后連結(jié)周圍納米連結(jié)子或納米線材，進(jìn)而提升導(dǎo)電材料的電導(dǎo)率。
文檔編號H01B13/00GK102044309SQ20101015247
公開日2011年5月4日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者劉燕妮, 葉辰芝, 張明智, 王裕銘, 魏宇昆 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院